洁净煤技术

作者：张云雷, 梁大明, 孙仲超, 熊银伍

关键词：活性焦,脱硫脱硝,反应器,数值模拟,导流板,喷氨格栅

随着环保政策的收紧，烟气排放要求日趋严格，工业废气污染物脱除形势严峻。活性焦烟气净化工艺与传统烟气净化工艺相比具有节水节能、无二次污染的技术特点。作为工艺的核心，反应器的研究已经成为了制约该项技术发展的关键。以某工程活性焦联合脱硫脱硝反应器为研究对象，建立了数值分析模型，对比了不同工况条件下模型压降与现场装置压降值，二者平均偏差5.9%，模型能够在一定程度上反映装置实际运行情况。在此基础上利用CFD软件对反应器内部流场以及关键组分浓度场进行了模拟分析。根据模拟结果，反应器进气室内烟气流动紊乱，出现了涡流以及空腔现象，进而导致烟气在活性焦层中停留时间出现差异；由喷氨区氨气质量分数分布云图可知，氨气分布不均匀，对系统污染物脱除效率造成负面影响。针对以上问题，采取在反应器内添加内构件的方式来提高系统污染物脱除效率。为提高反应器入口烟气的均布性，在反应器烟气入口位置设置导流板并对比分析了3种不同形式导流板的优化效果，结果表明烟气入口加装等距阶梯型弯曲导流板时，烟气均布效果最好，系统内气流均布性较未添加导流板前提高了11%，压降降低了267 Pa；由于活性焦烟气脱硝所采用的方法为氨选择性催化还原法，脱硝过程中需要喷入氨气作为还原剂，在喷氨量一定条件下，氨气在反应器脱硝区浓度分布是否均匀直接影响系统最终的脱硝效率。为了提高氨气浓度分布均匀性，在原有喷氨格栅的基础上添加多孔板，利用多孔板对氨气的分流及均布作用，达到短距离内氨气与烟气混合的目的。加装多孔板与传统的缩小喷氨孔孔径、增加喷氨管数的方式相比，降低了装置运行过程中格栅堵管的风险，提高了装置运行稳定性。模拟结果显示喷氨格栅上方加装多孔板使装置喷氨均匀性提高了21%。经优化后，系统污染物脱除效率达到了85%以上，满足污染物排放要求且系统运行稳定性提高，堵灰堵管风险降低。模拟结果和现场实操数据相关性较好，表明模拟结果可靠性较高，对实际生产有一定借鉴意义。

来源：2020年第06期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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